I droni e l'olivicoltura di precisione

Drone quadricottero

Ma cosa c'entrano i droni con l'olivicoltura? 
Proviamo a capirlo dando uno sguardo alle sperimentazioni svolte nell'utilizzo di questi apparecchi, esaminandone le potenzialità tecnologiche e i risvolti applicativi nel campo della gestione degli uliveti.

Gli acronimi usati per definirli sono molteplici: UAV (Unmanned Aerial Vehicle), SAPR (Sistemi Aeromobili a Pilotaggio Remoto) o APR (Aeromobili a Pilotaggio Remoto). Possono essere ad ala fissa o multirotori (quadricotteri, esacotteri, ottacotteri), pesare da meno di un chilo a oltre 25 kg e differenziarsi per le tecnologie con cui operano. Si tratta dei droni, velivoli radiocontrollati, cioè senza pilota, nati in campo militare per scopi di ricognizione in aree critiche, e approdati da alcuni anni anche in ambito civile con i più svariati campi applicativi. 

Uno di questi è l'agricoltura di precisione (precision farming), ovvero una pratica gestionale delle colture finalizzata ad interventi sito-specifici differenziati sulla base delle reali esigenze della coltura.

Negli ultimi anni le più importanti applicazioni dell'agricoltura di precisione hanno interessato soprattutto i vigneti, le grandi risaie e le coltivazioni di mais, sfruttando dati acquisiti da piattaforma satellitare, aerea o da drone e integrando/correlando questi dati con quelli rilevati a terra da reti di sensori per il monitoraggio dei parametri critici per la coltura. I dati acquisiti da questo tipo di piattaforme vengono poi elaborati secondo i principi e le tecniche proprie del telerilevamento (remote sensing). 

Riflessione della banda NIR in funzione della salute della pianta 

Il telerilevamento è una disciplina scientifica che permette di acquisire indirettamente informazioni sulle caratteristiche di un oggetto in funzione del diverso comportamento delle superfici e dei corpi ai fenomeni di assorbimento o riflessione della luce solare nelle diverse lunghezze d'onda costituenti lo spettro elettromagnetico, ad esempio dalle bande dell'infrarosso a quelle del visibile fino a quelle dell'ultravioletto (telerilevamento multispettrale).
Uno degli utilizzi più interessanti è rappresentato dal telerilevamento con fotocamera NIR (near-infrared, ovvero spettroscopia nel vicino infrarosso), che può restituire lo stato vegetativo della coltura sorvolata, in quanto la vegetazione riflette in maniera differente le radiazioni di quelle determinate lunghezze d'onda in funzione del suo stato di salute. Inoltre, i dati multispettrali possono essere matematicamente combinati tra di loro per estrarre ulteriori informazioni attraverso il calcolo degli indici vegetazionali.

Immagine a colori naturali (R-G-B)

Ad esempio, attraverso il calcolo dell'indice NDVI (Normalized Difference Vegetation Index), è possibile ottenere informazioni sullo stato di salute della vegetazione intesa come attività fotosintetica, biomassa e area fogliare. I dati raccolti ed elaborati consentono così di realizzare mappe tematiche georeferenziate che distinguono aree omogenee o meno rispetto alla variabilità spaziale di un parametro all’interno dell’appezzamento.

Mappa NDVI: aree rosse = bassi valori di NDVI (biomassa) 

E' chiaro ora che, grazie alla grande quantità di tipologie di sensori che possono essere caricate a bordo dei droni (videocamere, sensori multispettrali, GPS, magnetometri, ecc.), le potenzialità di questi strumenti sono molteplici nel rilevare la topografia dei luoghi, la composizione biochimica e fisica dei terreni, gli indici di vigore vegetativo, lo stress idrico delle piantumazioni, ecc.
L'uso dei droni non si ferma però solo ad ambiti diagnostici ma anche pratico-operativi: in Italia i droni sono stati testati anche nel trattamento biologico del mais contro la piralide utilizzando apparecchi che, tramite un serbatoio, hanno distribuito uova dell’insetto utile Trichogramma brassicae (imenottero parassitoide delle larve di piralide). A partire dal 2011, oltre il 30% delle attività di spraying con diserbanti e fertilizzanti sulle risaie giapponesi viene effettuato da piccoli serbatoi impiantati su droni. I droni "contadini"  si affiancano alle macchine agricole tradizionali e sono tra le dieci tecnologie applicate emergenti che più avranno impatto sull’economia del futuro, secondo la Mit Technology Review ("10 Breakthrough Technologies”, MIT 2014").

Quali sono le finalità dell'impiego di questo tipo di tecnologie? 

Le finalità sono legate alla gestione ottimizzata della coltura, al risparmio di acqua e concimi, all'utilizzo mirato di fitofarmaci, ecc. Spesso si discute di come implementare in ambito agricolo strategie di conduzione delle colture basate su best practies che puntino alla maggiore sostenibilità ambientale e tutela finale dei consumatori. Ebbene, mappare la variabilità spaziale dei parametri biofisici delle piante coltivate rappresenta uno strumento importante per calibrare gli interventi agronomici, quali concimazione, trattamenti fitosanitari, irrigazione e potatura, in modo da migliorare la produttività, rendere gli interventi più efficienti e ridurre l’impatto ambientale. Ad esempio, stimare la dimensione della chioma può aiutare a definire una corretta strategia di potatura, nell’ottica di una riduzione dei costi di produzione. Allo stesso modo, una stima corretta dei parametri dimensionali della pianta consente, nel caso della gestione fitosanitaria, di stabilire la quantità di volume da irrorare in funzione della superficie fogliare.
Ecco un breve video che mostra alcuni esempi applicativi dei rilievi da drone in ambito agricolo.

Ma quale può essere il contributo degli agro-droni all'olivicoltura?

Di seguito, una sintesi di due interessanti articoli pubblicati su Teatro Naturale a firma di Giovanni Caruso che fanno il punto della situazione (in calce il web link).

Figura rielaborata da Gomez et al., 2011

In uno studio condotto in Andalusia sono state misurate alcune caratteristiche biofisiche degli olivi mediante misurazioni di campo e mediante telerilevamento aereo e da satellite (Gomez et al., 2011). I risultati del lavoro hanno dimostrato una buona correlazione tra l’area della proiezione della chioma misurata a terra e quella ricavata dalle immagini telerilevate e tra l’indice di area fogliare (LAI) e alcuni indici spettrali di vegetazione ottenuti dalle immagini aeree.

Anche in un altro studio, condotto presso i campi sperimentali del Dipartimento di Scienze Agrarie, Alimentari e Agro-ambientali (DiSAAA-a) dell’Università di Pisa (Caruso et al., dati non pubblicati), è stata riscontrata una buona correlazione tra alcune misurazioni effettuate in campo, come SPAD (indice di contenuto delle clorofille), LAI e area della proiezione della chioma, e i dati ottenuti da telerilevamento a bassa quota con drone (NDVI e misure geometriche della chioma). Inoltre, è stato osservato che le stime ottenute dal rilievo con drone risultavano più precise rispetto a quelle ottenute da misurazioni a terra, specialmente per gli olivi con chiome particolarmente irregolari.

Campi sperimentali del DISAAA-a - Università di Pisa 

In un altro studio (Torres-Sánchez et al., 2015) condotto su diverse tipologie di oliveto (tradizionale e ad altissima densità) i droni sono stati utilizzati per la stima del volume della chioma attraverso elaborazioni tridimensionali delle immagini acquisite. I dati ottenuti sono stati confrontati con le misure effettuate a terra. In questo caso, le differenze tra le due variabili (volume ottenuto da drone e volume ottenuto da misurazioni a terra) sono imputabili ai dati misurati in campo, in particolare all'equazione geometrica convenzionale che considera gli alberi come forme ellissoidali comportando, quindi, stime inesatte dovute alla semplificazione geometrica. 

Queste ricerche hanno confermato le potenzialità applicative delle tecniche di rilievo da drone per la misura dei parametri biofisici dell’olivo.

Riassumendo, quali sono i vantaggi dell'impiego dei droni nell'agricoltura di precisione?

I vantaggi offerti da un rilievo con drone riguardano essenzialmente una maggiore risoluzione spaziale (centimetrica), una maggiore flessibilità di operazione e minori tempi e costi di realizzazione (almeno per superfici da rilevare non troppo estese). Infatti, le comuni metodologie di telerilevamento si basano sull’impiego di satelliti e aerei che, tuttavia, presentano alcuni limiti operativi in ambito agricolo. Il telerilevamento da satellite ha il vantaggio di coprire grandi porzioni di territorio ma, di contro, presenta una risoluzione spaziale delle immagini minore rispetto a quelle acquisite da drone, un alto costo, se utilizzato per aziende di piccole dimensioni, e delle tempistiche di acquisizione vincolate al passaggio dei satelliti sopra una determinata area. Il telerilevamento aereo consente di raggiungere una migliore risoluzione spaziale rispetto al satellite ma risulta anch’esso antieconomico per aziende di piccole dimensioni. In questo contesto, il drone può rappresentare una valido compromesso.

Web link:
http://www.teatronaturale.it/strettamente-tecnico/l-arca-olearia/22361-i-droni-in-volo-per-l-olivicoltura-di-precisione-del-futuro.htm

http://www.teatronaturale.it/strettamente-tecnico/bio-e-natura/20960-l-agricoltura-di-precisione-ha-un-arma-in-piu-i-droni.htm

Giovani imprenditori agricoli: 2015 da record

L'agricoltura moderna assume un nuovo volto, quello dei giovani imprenditori agricoli e delle loro innovazioni, abbandonando finalmente l'immagine di un settore vecchio, arretrato e senza prospettive per diventare, invece, una nuova opportunità di sviluppo, crescita e occupazione.

E' un dato ormai acquisito e lo conferma l'ultima analisi Coldiretti: il settore dell'imprenditoria agricola sta vivendo in questi ultimi anni una ripresa senza precedenti. Nel 2015, infatti,  i giovani lavoratori agricoli indipendenti fanno registrare un aumento record del 35% rispetto all'anno precedente, con gli under 34 anni che operano come imprenditori agricoli, coadiuvanti familiari e soci di cooperative agricole che hanno superato le 70mila unità. L'analisi è stata condotta sulla base dei dati Istat relativi al secondo trimestre 2015 rispetto allo stesso periodo dell’anno precedente. E’ il tasso di crescita più elevato di tutti i settori.

Ma qual è l'identikit di questi nuovi operatori agricoli?

Si tratta di agricoltori di prima generazione, giovani che provengono da altri settori e che hanno deciso di dare continuità all'azienda familiare investendo in innovazione e professionalità. Hanno un alto livello di scolarizzazione (oltre la metà è laureata) e operano in attività che vanno dalla trasformazione aziendale dei prodotti alla vendita diretta, dalle fattorie didattiche all'agricoltura sociale per l’inserimento di disabili, detenuti e tossicodipendenti, dall’agribenessere alla produzione di energie rinnovabili, ecc.

I loro tratti più distintivi sono la creatività e l'innovazione: sono capaci infatti di implementare processi di innovazione tecnologica, innovazione di prodotto e di servizi che contribuiscono a differenziarli molto rispetto ai loro competitor. E così conquistano fette di mercato, a livello nazionale e internazionale, con innovazioni che vanno dalle App salvatruffa all’energy drink contadino, dal caviale di lumaca alla pasta di canapa e alle microalghe per il benessere. Il risultato è che le aziende agricole di questi giovani imprenditori possiedono una superficie superiore di oltre il 54% alla media, un fatturato più elevato del 75% della media e il 50% di occupati per azienda in più.

Siamo di fronte ad una nuova generazione di contadini, allevatori, pescatori e pastori che costituiscono uno dei principali vettori di crescita del settore agroalimentare italiano. La loro mission è di produrre cibo Made in Italy, ma svolgono anche un'importante funzione socio-culturale-rurale in quanto proteggono i semi, le piante, l’acqua e i suoli e valorizzano, allo stesso tempo, la cultura, la tradizione, la storia, e le bellezze paesaggistiche italiane. Non è un caso che in Italia si trovi probabilmente il maggior numero di giovani agricoltori dell’intera Unione Europea.

Il secondo aspetto davvero interessante di questo fenomeno è che si tratta di un ritorno "rosa" alla terra: uno studio Coldiretti rivela che, secondo i dati Istat relativi ai primi nove mesi del 2015, sono aumentate del 76%, rispetto allo stesso periodo del 2014, le giovani donne italiane under 34 che hanno scelto di lavorare indipendentemente in agricoltura come imprenditrici agricole, coadiuvanti familiari o socie di cooperative agricole.
E quali prospettive ci sono per il futuro?

Ci sono opportunità di insediamento nell'agricoltura italiana per almeno ventimila giovani fino al 2020 con l’approvazione da parte della Commissione Europea di tutti i Piani di Sviluppo Rurale PSR presentati dall’Italia. Le linee di finanziamento sono rivolte a giovani agricoltori con età compresa tra 18 e 40 anni non compiuti e possono arrivare ad offrire fino a 70.000 euro a fondo perduto per iniziare l'attività, oltre a un contributo a fondo perduto sugli investimenti aziendali che può arrivare sino al 60%.